Розробка моделі програмного засобу візуалізації мережевих структур

УДК 519.1 К. О. СОЛОВЙОВА, д-р техн. наук, зав. каф СІ ХНУРЕ, В. В. МОВЧАН, стажист-дослідник ХНУРЕ РОЗРОБКА МОДЕЛІ ПРОГРАМНОГО ЗАСОБУ ВІЗУАЛІЗАЦІЇ МЕРЕЖЕВИХ СТРУКТУР Розглядаються сучасні методи та існуючи програмні засоби візуалізації мережних структур. Визначаються вимоги до програмного засобу з візуалізації мережних структур. Визнаються недоліки існуючих програмних засобів. Розроблюється модель програмного засобу, що відповідає означеним вимогам. Створюється програмний засіб на основі розробленої моделі. Рассматриваются современные методы и существующие программные средства визуализации сетевых структур. Определяются требования к программному средству визуализации сетевых структур. Определяются недостатки существующих программных средств. Разрабатывается модель программного средства, отвечающего определенным требованиям. Создается программное средство на основе разработанной модели. The article deals with modern methods and existing software visualization of network structures. Identify requirements for the visualization software network structures. Identify the shortcomings of existing software. The author develops a model of software tools that meet certain requirements. It creates a software tool based on the developed model. Постановка проблеми. Ускладнення усіх видів економічної діяльності в сучасних умовах призвело до зміщення акцентів розвитку спільноти з матеріальних на інформаційні. Разом із цим, значно зросла роль аналізу інформації та гостро постала проблема забезпечення аналітиків зручними та доступними засобами обробки та аналізу інформації. Природним засобом представлення знань є представлення їх у вигляді графу [2]. Теорія графів набула широкого використання в таких несхожих сферах, як економіка, системологія [7], теорія управління, маркетинг, інформатика, хімія, програмування, логістика, схемотехніка та безліч інших [2, 3]. Практично, за допомогою теорії графів може бути, в тій чи мірі, представлена будь-яка інформація чи знання. Проблему забезпечення аналітика, інструментом, що базується на теорії графів намагаються вирішити не перший рік - перші програмні реалізації такого інструменту з’явились на початку дев’яностих років [1]. З того часу була створена чисельна множина різноманітних програм, які в тій чи іншій мірі виконують своє призначення бути засобом для відображення графових структур. Кожна з цих реалізацій має свої недоліки та переваги. Але ці програми мають один великий спільний недолік, який полягає в тому, що вони не є доступними, тобто мають високу ціну та не є крос-платформними. Крім того, у безкоштовних реалізаціях програмних засобів часто не передбачена підтримка кириличних шрифтів та використовуються спеціальні недокументовані формати вихідних даних, що ускладнює організацію передачі даних у інші програми. Беззаперечно, існують програми, які можливо завантажити з мережі Internet. Та ці програми, зазвичай, мають або дуже обмежений функціонал, або не є безкоштовними і можуть бути використовувані без оплати лише протягом ознайомчого періоду. Таким чином, актуальною є задача розробки моделі програмного засобу та її програмна реалізація, що не має означених недоліків та може використовувана в Україні для вирішення проблеми забезпечення аналітика зручним засобом з візуалізації інформації. Мета статті. Розробка моделі програмного засобу та її програмна реалізація, що не матиме зазначених вище недоліків, а саме: буде кросплатформною, підтримуватиме кириличні шрифти, буде використовувати загальновідомий формат вихідних даних XML. Крім того, програмний засіб має бути відкритий. Аналіз останніх досліджень і програмних засобів. Наукоємні продукти з використанням методів візуалізації інформації існують на світовому ринку останні 15 років. Є фірми, що надають бібліотеки і програмні комплекси, орієнтовані на візуалізацію графів загального призначення (Tom Sawyer software, ILOG software, Algorithmic Solutions Software GmbH, yWorks), а також системи програмного забезпечення (Imagix Corporation, Absint та ін.) [1]. «В додаток з’являється все більше фірм, що спеціалізуються на візуалізації бізнес-інформації, необхідної аналітикам різних підприємств та орієнтованої на спеціалізацію тих чи інших підприємств (Enterprise Solutions). Однією зі старіших компаній цього напрямку є фірма Inxight Software, Inс, що надає засоби візуалізації інформації для фінансових і біологічних фірм. З’явилися компанії, що надають на ринок продукти, які використовують нові методи в галузі візуалізації інформації, так звані методи візуальної аналітики. В зростаючій родині інструментів візуальної аналітики квітне програмне забезпечення фірми HiveGroup, яка використовує візуалізацію ієрархічних даних на ґрунті карти дерева (Treemap) і надає організаціям потрібний їм щоденний моніторинг складної діяльності за участю тисяч продуктів, проектів та продавців» [1]. Визначення вимог до програмного засобу. Проблема розміщення графу є невід’ємною частиною теорії графів та проявляється при роботі навіть із невеликими графами, та ще не є критичною. Але коли мова заходе про те, щоб візуалізувати граф навіть із декількома десятками вершин та ребер, проблема розміщення стає першорядною. Реальні ж задачі, деколи потребують візуалізації графу, що містить десятки тисяч вершин та ще більше ребер [1, 2, 6]. Тому першим мірилом якості програмного засобу є реалізація якомога більше методів візуалізації графу. Звісно, реалізація більшості методів потребує дуже багато часу, тому в це ж мірило слід віднести можливість розширення набору реалізованих методів. З першого мірила природно походить друге – програмний засіб має бути спроектовано таким чином, щоб його можливо було розширювати. Тобто щоб реалізація, наприклад, нових методів візуалізації не потребувала переробки загальної моделі [4]. Дуже часто, інформація, що має бути представлена графічно у вигляді графу, є результатом роботи іншої інформаційної системи. Це можуть бути дані з якоїсь бази даних, наприклад, інформація про ієрархію персоналу підприємства, або результат роботи програмних систем з маркетингових досліджень, тощо. В будь якому разі, коли мова йде про взаємодію різних інформаційних систем, дуже гостро постає питання як саме має бути спроектована система, щоб її можливо було використовувати інтегровано з іншою [2]. Отже наступне мірило якості – можливість та якість організації взаємодії між системою, що розробляються, та іншими системами, які потенційно можуть бути використані для рішення різних етапів однієї задачі. Як відомо, кожна складна система потребує підтримки. Система, що розробляється також не я виключенням, тому наступним мірилом слід вважити те, наскільки просто систему підтримувати [4]. Наступними мірилами слід виділити підтримку програмним засобом роботи із різними кодуваннями, в тому числі із кирилицею, та можливість роботи системи на різних операційних системах. Останнім мірилом слід виділити так звану дружність до користувача, що мовою оригіналу називаються user-friendly. Під цим терміном мається на увазі зручність (...truncated)